FARMACOQUIMICA II Mg. Edgard Luis Costilla Garcia Temario • Definición de Antibióticos y Quimioterápicos. • Generalidades. Farmacodinamia y espectro de acción. • Objetivos. Pasado, presente y perspectivas La teoría de los gérmenes de las enfermedades, basada en el trabajo de Louis Pasteur y Robert Koch, fue una revolución en la comprensión humana de la naturaleza que vincula microorganismos específicos a enfermedades especificas. Son sustancias químicas elaboradas por numerosas especies de microorganismos (hongos, bacterias y actinomicetos), que actuando sobre otros microorganismos son capaces de suprimir su crecimiento y multiplicación (acción bacteriostática) o eventualmente provocar su destrucción (acción bactericida). ANTIBIOTICO Aunque básicamente los antibióticos son producidos por microorganismos, el conocimiento pleno de su estructura química y el avance de la farmacología molecular y de los procedimientos de síntesis química, han posibilitado que en la actualidad algunos antibióticos puedan ser completamente sintetizados en el laboratorio, como el cloramfenicol, por ejemplo. Otros muchos antibióticos tienen un origen semisintético, es decir que son producto de una modificación química en la estructura del antibiótico original producido por el microorganismo correspondiente. Estas modificaciones semisintéticas otorgan al antibiótico nuevas propiedades, tales como un mayor espectro antibacteriano o un espectro selectivo o mejor tolerancia y biodisponibilidad, ácido resistencia para su administración oral y otros cambios farmacocinéticos que pueden ser de utilidad en terapéutica. La teoría de los gérmenes se desarrollo considerablemente en el siglo XX, con la identificación y caracterización de muchos patógenos microbianos y sus mecanismos patogénicos y la introducción de fármacos antimicrobianos. Con el uso de estos medicamentos surgieron cuestiones sobre los regímenes apropiados, resistencia a los fármacos, interacciones entre medicamentos y toxicidad. Los microorganismos de importancia medica se dividen en cuatro categorías: - bacterias, - virus, - hongos - y parásitos. La primera clasificación amplia de antibióticos sigue de cerca esta clasificación, por lo que tenemos agentes: - antibacterianos, - antivirales, - Antifúngicos - y antiparasitarios Las moléculas antimicrobianas deben considerarse como ligandos cuyos receptores son proteínas microbianas. El termino farmacóforo, introducido por Ehrlich, define la parte química activa del fármaco que se une al receptor microbiano. Las proteínas microbianas elegidas por el antibiótico son componentes esenciales de las reacciones bioquímicas en los microbios, y la interferencia con estas vías fisiológicas elimina a los microorganismos. QUIMIOTERAPIA DE LAS INFECCIONES Las enfermedades infecciosas, constituyen uno de los problemas terapéuticos más importantes de la medicina. Se estima que gracias al advenimiento de la era antibiótica y quimioterápica, la expectativa de vida de las poblaciones se incrementó significativamente en los últimos 30-40 años. Sin embargo, tanto los antibióticos como los quimioterápicos antibacterianos, son posiblemente los agentes farmacológicos de peor utilización en la terapéutica farmacológica. BACTERIOSTÁTICOS: Son agentes antibacterianos, que impiden el desarrollo y la multiplicación de los microorganismos, pero que no los destruyen. Requieren el complemento del sistema inmunológico defensivo del huésped, para dominar definitivamente la infección. Son ejemplos de bacteriostáticos las sulfonamidas, las tetraciclinas, el cloramfenicol, entre otros. BACTERICIDAS: Son antibióticos o quimioterápicos capaces de provocar la lisis bacteriana o destrucción de los microorganismos. Son bactericidas por ejemplo: las penicilinas, las cefalosporinas, los antibióticos polipeptídicos, aminoglucósidos (dosis altas). QUIMIOTERAPICOS: Son agentes químicos antibacterianos, producidos en forma sintética o semisintética, en el laboratorio bioquímico farmacológico. CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS Los antibióticos pueden ser estudiados desde varios puntos de vista: 1.De acuerdo a su origen: Los antibióticos pueden clasificarse en: − Micóticos: Producidos por hongos telúricos como las penicilinas y cefalosporinas. − Bacterianos: Como las polimixinas, tirotricina, colistina. − Actinomicetos: Como la estreptomicina. − Sintéticos o semisintéticos: Como la carbenicilina, mezlocilina, ampicilina. CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS 2.De acuerdo a su mecanismo de acción: El conocimiento de los mecanismos de acción posibilita la comprensión del desarrollo y el mecanismo de resistencia bacteriana u otros factores importantes en la terapéutica antiinfecciosa. •Antibióticos que inhiben o interfieren con la síntesis de la pared bacteriana. Estos antibióticos inhiben la síntesis de la pared bacteriana interrumpiendo en distintas etapas el proceso de transpeptidación y de unión de los péptidoglicanos que constituyen la pared bacteriana. • • • • • Penicilinas Novobiocina Vancomicina Miconazol Itraconazol • • • • • Cefalosporinas Cicloserina Bacitracina Ketoconazol Fluconazol CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS 2.De acuerdo a su mecanismo de acción: El conocimiento de los mecanismos de acción posibilita la comprensión del desarrollo y el mecanismo de resistencia bacteriana u otros factores importantes en la terapéutica antiinfecciosa. •Antibióticos que afectan la membrana celular: Estos agentes son, en general, detergentes catiónicos que modifican marcadamente la permeabilidad de la membrana celular bacteriana. • • • • • Polimixinas Colistina Tirotricina Anfotericina B (Antifúngico) Nistatina CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS 2.De acuerdo a su mecanismo de acción: El conocimiento de los mecanismos de acción posibilita la comprensión del desarrollo y el mecanismo de resistencia bacteriana u otros factores importantes en la terapéutica antiinfecciosa. •Antibióticos que interfieren con la síntesis proteica o de los ácidos nucleicos: Los antibióticos pueden inhibir la síntesis protéica bacteriana, generalmente en forma reversible de las siguientes maneras: a. Por inhibición selectiva de la síntesis o replicación del DNA bacteriano: • • • Acido nalidíxico y sus análogos Griseofulvina Metronidazol y otros. CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS 2.De acuerdo a su mecanismo de acción: El conocimiento de los mecanismos de acción posibilita la comprensión del desarrollo y el mecanismo de resistencia bacteriana u otros factores importantes en la terapéutica antiinfecciosa. •Antibióticos que interfieren con la síntesis proteica o de los ácidos nucleicos: Los antibióticos pueden inhibir la síntesis protéica bacteriana, generalmente en forma reversible de las siguientes maneras: b. Inhibición del RNA polimerasa, por ligadura específica afectando el metabolismo de los ácidos nucleicos e impidiendo la síntesis de todas las formas del RNA bacteriano: - Rifampicinas CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS c. Interferencia con la función de los ribosomas bacterianos: estas estructuras bacterianas actúan como una línea de montaje en la síntesis protéica, por lo que la afectación de su función provoca una supresión de la síntesis proteica. Los antibióticos que interfieren con los ribosomas bacterianos actúan de las siguientes maneras diferentes: - Inhibición de la subunidad ribosomal 30S: - aminoglucósidos - tetraciclinas - espectinomicina. - Inhibición de la subunidad ribosomal 50S: - el cloramfenicol y derivados - los macrólidos - los azúcares complejos - la espiramicina y - la virginiamicina. - Fijación a enzimas virales esenciales para la síntesis del DNA, impidiendo la replicación viral: el aciclovir y la vidarabina. CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS d. Inhibición de la síntesis del ácido fólico bacteriano. Los agentes que actúan por este mecanismo no son antibióticos sino quimioterápicos y son considerados aquí solamente para unificar los conceptos acerca de mecanismos de acción. Estos agentes compiten con el PABA interfiriendo con la síntesis del ácido fólico e inhibiendo secuencialmente la enzima dihidrofólico reductasa. 3. De acuerdo con su actividad o espectro antibacteriano: •Antibióticos primariamente efectivos contra cocos y bacilos Gram positivos: • • • • • • - Penicilinas - Cefalosporinas - Lincomicina - Clindamicina - Vancomicina - Bacitracina • • • • • las sulfonamidas la trimetoprima la tetroxoprima la pirimetamina las sulfonas. CLASIFICACION DE LOS ANTIBIOTICOS •Antibióticos primariamente efectivos contra bacilos Gram negativos: • • Aminoglucósidos Polimixinas •Antibióticos efectivos contra cocos y bacilos Gram + y Gram -: • • • • • • • Penicilinas de espectro ampliado Cefalosporinas de última generación Tetraciclinas Cloramfenicol Macrólidos Rifampicina Sulfas + TMP •Antibióticos de espectro selectivo o dirigido: • • • • • • Carbenicilina Mezlocilina Piperacilina Tobramicina Espectinomicina Ticarcilina Grupo Beta lactámicos: Penicilinas Miembros Penicilina G Penicilina V Cloxacilina Beta lactámicos: Cefalosporinas Modo de acción Espectro inhiben síntesis Bacterias G+ de pared Idem Idem Ídem Estafilococos productores de penicilinasa Ampicilina Idem Carbenicilina Cefaloridina Idem P. aeruginosa Inhiben síntesis Bacterias G+ y Gde pared Idem Idem agregando actividad frente a Estafilococos productores de penicilinasa Ídem Ídem con menos actividad frente a G+ y más frente a G- Cefalexina Cefuroxima Moxalactam Ídem Clasificación química de los antimicrobianos Beta lactámicos: Inhibidores de la Beta lactamasa Bacterias G+ y G-\ Beta lactámicos: Carbapenems Beta lactámicos: Monobactams Aminoglucósidos Bacterias G+ Enterobacterias Ceftiofur Ídem Cefoperazona Ídem Ídem Pseudomonas aeruginosa Cefepima Ídem Clindamicina Pirlimicina Ídem Idem Estafilococos y enterobacterias Ídem Idem Aminociclitoles Azúcares complejos o Lincosamidas Ácido clavulánicoSe une a la beta Gérmenes lactamasa productores de inactivándola beta lactamasa Sulbactam Ídem Ídem Tazobactam Ídem Ídem ImipenemInhiben síntesis G+ y Gcilastatina de pared aerobios y anaerobios Aztreonam Ídem Gram negativos aerobios Estreptomicina Inhiben síntesis Bacterias Gproteica porción 30 S ribosomal Kanamicina Idem Idem Neomicina Idem Idem Gentamicina Idem Idem Espectinomicina Idem Bacterias G- y micoplasmas Lincomicina Inhiben síntesis Bacterias G+, proteica anaerobios y porción 50S micoplasmas ribosomal Rifamicinas Rifampicina Inhib e ARN polimerasa Bacterias Gram positivas micobacterias Péptidos Polimixina B Desorganizan Pseudomonas membrana aeruginosa Colistín Idem Idem Glucopéptidos Vancomicina Inhibe síntesis Bacterias G+ y Gde pared Teicoplanina Idem Idem Avoparcina Idem Idem Estreptograminas Virginamicin Inhibe peptidil Bacterias G+ aerobias a transferasa y anaerobias Macrólidos Eritromicina Inhibe síntesis Bacterias G+ y Gproteica porción 50S ribosomal Oleandomici Idem Idem na Tilosina Idem Idem Espiramicina Idem Idem Tilmicosina Idem Idem Fenicoles Cloranfenico Inhibe síntesis Bacterias G+ y Gl proteica rickettsias y porción 50S chlamydias ribosomal Tianfenicol Idem Idem Florfenicol Idem Idem Grupo Tetraciclinas Miembros Modo de acción Espectro Oxitetraciclina Inhibe síntesis Bacterias G+ y G-, proteica porción Rickettsias, 30S ribosomal chlamydias y algunos protozoos Doxiciclina Idem Idem Minociclina Idem Idem Sulfonamidas Sulfanilamida Interfieren Bacterias G+, G- y síntesis de ácido coccidios fólico Sulfadiazina Idem Idem Sulfatiazol Idem Idem Ftalilsulfatiazol Idem Idem Diaminopirimidinas Trimetoprima Interfieren Bacterias G+, Gsíntesis de ácido aerobias tetrahidrofólico Baquiloprima Idem Idem Grupo Miembros Modo de acción Fluoroquinolonas Enrofloxacina Inhiben ADN girasa Ionóforos Danofloxacina Marbofloxacina Sarafloxacina Monensina Idem Idem Idem Alteran flujo de membrana Nitrofuranos Salinomicina Nitrofurazona Idem Previenen traslación ARN mensajero Furazolidona Metronidazol Dimetridazol Idem Disrupción del ADN Idem Nitroimidazoles Espectro Bacterias Gram positivas y Gram negativas Idem Idem Idem Coccidiosis, promoción del crecimiento Idem Bacterias Gram positivas y Gram negativas Idem Anaerobios Idem CLASIFICACIÓN SEGÚN FARMACOCINÉTICA Y FARMACODINAMIA Por muchos años la susceptibilidad bacteriana se ha medido a través de pruebas in vitro, como la determinación de la concentración inhibitoria mínima (CIM). Este número luego era comparado con las concentraciones séricas o plasmáticas del antibiótico, alcanzadas con las dosis habituales del mismo. Esto no tiene en cuenta la farmacocinética o la farmacodinamia de cada antibiótico en particular. Cada clase de antibiótico es metabolizada en forma diferente por nuestro organismo. No es lo mismo un betalactámico con escasa penetración celular, que un macrólido que se concentra a nivel intracelular. Esto es lo que llamamos farmacocinética: absorción, distribución, eliminación. Por otro lado está la farmacodinamia, que intenta comprender las relaciones entre las drogas y sus efectos, tanto deseables (muerte bacteriana en nuestro caso) como indeseables. Los antibióticos pueden clasificarse de acuerdo a la forma en que producen la muerte o inhibición bacteriana, en antibióticos tiempo dependiente y concentración dependientes. En el caso de los tiempo dependientes (betalactámicos y macrólidos) el éxito de la terapéutica viene dado por mantener concentraciones por encima de la CIM por el mayor tiempo posible interdosis (T por encima de CIM). En el caso de los concentración dependientes (como aminoglucósidos y quinolonas) el éxito terapéutico viene dado por lograr un buen pico sérico de concentración (Pico/CIM) o un buen área bajo la curva (AUC/CIM), dependiendo de cada droga. La toxicidad selectiva, base de la quimioterapia Las enormes diferencias que existen entre las células bacterianas y las células de los mamíferos, hacen que, en muchas oportunidades los blancos de los antimicrobianos en una bacteria, no existan en las células del hospedador o, en todo caso, que esos blancos sean suficientemente distintos como para que las diferencias en afinidad sean tan marcadas que expliquen la acción selectiva sobre la bacteria. En definitiva la célula bacteriana es procariota (carece de núcleo desarrollado), a diferencia de los protozoarios, hongos o las células de animales superiores. La penicilina, primer antibiótico de la historia, es, quizás, el más claro ejemplo de acción quimioterápica, dado que actúa sobre una estructura de la bacteria que no se encuentra en los eucariotes. Otros antimicrobianos, por su parte, no son tan perfectos en su actividad quimioterápica, dado que actúan sobre estructuras presentes en bacterias y animales superiores, aunque con mayor afinidad sobre los receptores bacterianos. Esto permitiría que, en estos casos, dosis elevadas del agente quimioterápico, generen algún tipo de toxicidad en el hospedador. La toxicidad selectiva, base de la quimioterapia La quimioterapia antiparasitaria, por su parte, no es tan sencilla dado que un parásito es un ser pluricelular (obviamente de células eucariotas), dotado de sistemas y aparatos, que funciona en forma extremadamente parecida a un animal superior. De esas finas diferencias depende la actividad selectiva de los antiparasitarios. El máximo desafío de la actividad quimioterápica está representado por la acción frente a neoplasias. Una neoplasia es un crecimiento de un grupo celular, en general altamente indiferenciado, que se desarrolla en forma independiente de las reglas generales del organismo, pero dentro y formando parte de él. Por lo tanto, actuar contra estas neoformaciones sin que la actividad tóxica se manifieste en contra del organismo todo, es extremadamente complejo. HISTORIA Es un poco difícil definir cuándo comienza la historia de los antibióticos, o mejor aún, de los quimioterápicos. Sin embargo, podemos citar que en los primeros años del siglo XX, cuando Paul Ehrlich anunció la eficacia del salvarsán para el tratamiento de la sífilis, muchos pensaron que la lucha contra las enfermedades infecciosas había sido ganada. Lo promisorio de este hallazgo, sin embargo, no sirvió como estimulante de la investigación y el descubrimiento, ya que, en el año 1914 estalla la primera guerra y, durante seis largos años, las urgencias impiden que se piense en desarrollos futuros. Después de 1920, nuevamente se inicia el proceso creador y surgen novedades en el terreno de los protozoodicidas como la atebrina para el tratamiento del paludismo o de la triparsamida para el combate de la enfermedad del sueño. Es interesante mencionar, como relata Iago Galdston (1943) que Calvin Coolidge, hijo del trigésimo presidente de los Estados Unidos, murió el 7 de julio de 1924. La causa de su muerte fue una septicemia. Una semana antes el joven se había hecho una herida en el dedo de un pie. Parecía poco importante. Sin embargo, fue la puerta de entrada de su muerte, ya que, el martes se lesionó, el miércoles a la noche se quejó de fuertes dolores en la ingle, pensándose en apendicitis. Se llamaron especialistas que llegaron rápidamente al verdadero diagnóstico el día jueves: septicemia. Se luchó con todo y lo mejor para salvarlo, el sábado ingresó al hospital y fue operado de urgencia, todo fue en vano, el domingo empeoró y el lunes, murió. La muerte había triunfado, no había herramientas para la lucha. En ese momento, alguien dijo, y con razón, que probablemente, el siglo XX iba a ser conocido como el siglo de las sulfamidas. Ocurre que se ignoraba lo que desde hacía tiempo estaba ocurriendo en el Hospital St. Mary de Londres. Allí Alexander Fleming trabajaba duro, multiplicando diversas variedades de gérmenes causantes de infecciones supuradas. En el curso de su investigación, una fortuita observación, analizada con espíritu crítico y enorme base científica, produjo el inicio de un proceso que culminó con la obtención de la penicilina. Sin embargo no fue rápido el desarrollo y la adopción del nuevo medicamento. Al contrario, en los primeros años, Fleming no obtuvo eco en los ambientes médicos. Mientras él estudiaba el hongo, sus productos de secreción, sus estructuras químicas, la existencia del Atoxyl, Salvarsán y Prontosyl, entre otras sustancias, hacía pensar que todo estaba resuelto. Nadie prestaba atención al nuevo descubrimiento. Pasaron diez largos años, las sulfamidas no solamente habían demostrado su eficacia, sino que se conocía como actuaban, cosa que no ocurría con la penicilina. Doce años después (1936), los diarios atraían al lector con una noticia: Franklin Delano Roosvelt, hijo de otro presidente, estaba muy enfermo, infectado. Pero había más esperanzas, dado que se disponía de un medicamento capaz de matar microorganismos dentro de la corriente sanguínea. El joven se salvó. Así el público conoció el Prontosyl, la primera sulfamida. En 1935 Domagk había presentado su primera monografía sobre eficacia del Prontosyl. En el año 1939 se produce un nuevo descubrimiento, René Dubos de la Fundación Rockefeller, investigando los gérmenes del suelo, descubre la Tirotricina. Era un producto del metabolismo del Bacillus brevis. Esta droga era extremadamente eficaz, pero muy tóxica. Solamente se la podía utilizar en tratamientos locales. Se trata de un hallazgo al que la historia no le dedica la enorme importancia que realmente tiene. Las bajas cantidades de penicilina eran la gran limitante. Se debió pasar a una nueva etapa, la escala industrial en la elaboración del fármaco. Si bien a través de pasos sucesivos los cultivos del hongo se fueron haciendo más eficaces en la producción de la droga, el punto de inflexión se produjo cuando los investigadores descubrieron una nueva variedad del hongo que se podía cultivar en profundidad y eso permitió la utilización de grandes tanques de fermentación. Esto ocurría en los primeros años de la década del 40. La revolución de los antibióticos había comenzado. El descubrimiento de la tirotricina, un antibiótico, llevó la atención nuevamente hacia la penicilina. Dado que la tirotricina era natural, obtenida por biosíntesis, de mecanismo de acción desconocido y poderosamente activa, aunque tóxica. Howard Florey, australiano que trabajaba en Oxford, retoma el trabajo de desarrollo de la penicilina. Demostrar nuevamente la eficacia y ahora la inocuidad de la penicilina fue la primera tarea, que fue muy compleja, especialmente por las pequeñas cantidades de droga de que se disponía y la poca pureza en que se encontraba. Los primeros éxitos clínicos fueron asombrosos, pese a algún fracaso inicial por falta de medicamento para completar el tratamiento. En medicina veterinaria, paralelamente a lo que ocurría en medicina humana, los antibióticos comenzaron a ser utilizados para tratamientos de animales enfermos, y cuando eso era considerado necesario, tratar animales asintomáticos que convivían con los enfermos, eso es tratamientos grupales profilácticos. Esto comenzaba a ocurrir en la década del 50. En esa época, alimentando cerdos con desechos de fermentación de tetraciclinas, se descubrió que esos cerdos crecían más que los que recibían otros alimentos. Al asociarse la respuesta lograda con el origen del alimento, se estaba descubriendo la capacidad de los antibióticos de contribuir al crecimiento de los animales, mejorando los índices de conversión, esto es, crecer más con la misma cantidad de alimento. Este es el inicio histórico del uso de antibióticos como promotores del crecimiento cuando son adicionados en cantidades subterapéuticas a los alimentos. Los grupos de antibióticos que, en general se utilizaban para este fin eran penicilinas y tetraciclinas. Algunos años más tarde, comenzó a surgir preocupación por la aparición de cepas resistentes a estos antibióticos de salmonellas aisladas de terneros con enfermedad respiratoria. Sin embargo la utilización de quimioterápicos como promotores del crecimiento, ha continuado hasta nuestros días con buenos resultados y generando una discusión, durante los últimos años. Año de descubrimiento de los agentes antimicrobianos más importantes y año de comunicación de la existencia de cepas resistentes a los mismos. Droga Descubrimiento Uso clínico Resistencia clínica Penicilina 1928 1943 1954 Estreptomicina 1944 1947 1956 Tetraciclina 1946 1942 1956 Eritromicina 1952 1955 1956 Vancomicina 1956 1972 1994 Gentamicina 1963 1967 1968 Fluoroquinolonas 1978 1982 1985 Pruebas de laboratorio versus tratamientos a ciegas Frente a la instauración de una terapia antimicrobiana, tenemos dos alternativas: por un lado el aislamiento, identificación y prueba de susceptibilidad del/los gérmenes actuantes, y por el otro, el tratamiento a ciegas. En el caso de disponer de pruebas de laboratorio, saber de qué microorganismo se trata, a qué antibiótico es susceptible, y aún más, cuál es la concentración inhibitoria mínima para el agente que se está pensando seleccionar para el tratamiento, representan innegablemente, enormes ventajas. Pero lejos de ser la solución del problema, solamente sirven para ayudar en el diseño del plan terapéutico adecuado. Pruebas de laboratorio versus tratamientos a ciegas En una prueba de laboratorio, el microorganismo es colocado en condiciones de crecimiento óptimo, el mejor pH, la temperatura ideal, los nutrientes necesarios, en un medio apacible para él, como es la placa de Petri (esto a los efectos de obtener un rápido crecimiento, aunque esto lo aleje de las condiciones que se encuentran en el organismo). Comparemos lo que ocurre, por ejemplo, a un estafilococo en condiciones de laboratorio, con lo que ocurre con el mismo microorganismo dentro de un fagolisosoma de un macrófago, donde, luego de ser fagocitado, se encuentra en condiciones de pH y ataque enzimático que no tienen nada que ver con las anteriores, al punto que su metabolismo como mecanismo de defensa- baja hasta la etapa de “sueño bacteriano” y su reproducción se encuentra inhibida. Consideremos que una bacteria que está en pleno proceso reproductivo es muy susceptible a bactericidas como los beta-lactámicos y que una bacteria “dormida”, definitivamente no lo es a las concentraciones y tiempos de contacto habituales en tratamientos convencionales. Esto pone a las pruebas de susceptibilidad antimicrobiana en un lugar difícil. Si no tenemos resultados de laboratorio para hacer un tratamiento antimicrobiano, las cosas cambian respecto de lo anteriormente descripto. Estamos en franca inferioridad de condiciones. Sin embargo, eso no significa que, sin resultados de laboratorio, un tratamiento deba ser, necesariamente irracional. Antes de aplicar el medicamento habrá que considerar: ¿Cuál es la sintomatología clínica? ¿Cuál es el foco infeccioso? ¿Qué nos indica la historia del establecimiento en cuanto a frecuencia de infecciones con esa sintomatología? ¿Disponemos de pruebas de laboratorio previas? ¿Qué datos existen en los registros del establecimiento? ¿Cuáles son los datos que aporta la persona a cargo de los pacientes? ¿Existe una posibilidad concreta de presencia de flora mixta? ¿Cuál es la historia de uso de antimicrobianos en el establecimiento? ¿Sus éxitos? ¿Sus fracasos? ¿El o los enfermos son inmunocompetentes? ¿Existe otra patología concomitante? ¿Se está llevando a cabo alguna otra terapia concomitantemente?. Pruebas de laboratorio versus tratamientos a ciegas Estas son solamente algunas de las preguntas que el profesional actuante necesariamente deberá hacerse antes de pensar en la elección de un agente antimicrobiano, su dosis, esquema de dosificación y tiempo de tratamiento. Parece evidente que una prueba de susceptibilidad por sí misma no es suficiente, y que estas pruebas deben combinarse con parámetros farmacocinéticos para obtener los mejores resultados posibles. Si la terapia no puede basarse en pruebas de laboratorio (y esto es algo que muy frecuentemente ocurre en diversas regiones del mundo), el criterio clínico se vuelve esencial y, combinado con el conocimiento de las características farmacocinéticas y farmacodinámicas del medicamento elegido, pueden conducir al éxito terapéutico La evolución de la metodología analítica Los métodos de detección de antimicrobianos han ido evolucionando con el tiempo, hasta llegar actualmente, a la determinación de niveles muy bajos. Esto es de fundamental importancia en el caso de los residuos de antimicrobianos. La industria láctea, por un problema de seguridad tecnológica ha ido perfeccionando los niveles de detección a través de pruebas sencillas, rápidas, sensibles y específicas que permiten definir el destino de la leche a la llegada a la fábrica. El consumidor se ha visto favorecido por esta política, dado que los niveles de inhibidores que se aceptan para cumplir con la seguridad toxicológica, están en el mismo orden de magnitud, en términos muy generales, a los de la seguridad tecnológica. La metodología ha ido variando en función del tiempo. Pero siempre se ha mantenido vigente la metodología biológica, que combina rapidez, practicidad, sensibilidad y economía. La evolución de la metodología analítica Esto es algo que está estrechamente vinculado con la percepción que los científicos han tenido sobre la presencia de residuos de medicamentos en tejidos comestibles y, por supuesto, por la percepción del público. En un inicio, cuando las metodologías de detección eran poco sensibles, se manejaba la hipótesis de residuo cero. Esto significaba que si se detectaba la sustancia en cuestión en el alimento analizado, éste no era apto para el consumo. Posteriormente, con la enorme mejora en las metodologías de detección y la sustancial baja de los límites de detección y cuantificación de productos químicos, se debió recurrir a los límites de residuos, que no son otra cosa que concentraciones de droga en determinado tejido por debajo de las cuales el tejido es considerado seguro para el consumidor. Equivalencias entre diversas unidades de medida y términos de manejo corriente Definición de laboratorio Notación científica Unidad peso/vol Peso Volumen 1% 10-2 10 mg/mL 1 sobrecito de azúcar 1 taza de café 1 por mil 10-3 1 mg/mL 1 sobrecito de azúcar 1 jarra de un litro 1 PPM 10-6 1 µg/mL 1 sobrecito de azúcar 1 tanque de mil litros 0,1 PPM 10-7 0,1 µg/mL 1 sobrecito de azúcar 1 camión tanque 1 PPB 10-9 1 ng/mL 1 sobrecito de azúcar 1 buque tanque 1 PPT 10-12 1 pg/mL 1 sobrecito de azúcar 1 represa 1 PPC 10-15 1 fg/mL 1 sobrecito de azúcar 1 gran lago Mg: miligramo; µg: microgramo; ng: nanogramo; ft: femtogramo. Esta tabla nos da una clara idea sobre la enorme sensibilidad que han alcanzado las metodologías analíticas en los últimos años. Las ingestas diarias aceptables y los límites máximos de residuos Los estudios toxicológicos de residuos de medicamentos se basan en la determinación de ingestas diarias aceptables. Estas se obtienen en animales de laboratorio, luego de administrarles el medicamento en el alimento durante períodos prolongados de tiempo. De esta manera se determina el nivel de dosis sin efecto (NOEL) y la ingesta diaria admisible (ADI). La ingesta diaria admisible es la máxima cantidad del medicamento que la especie experimental puede recibir sin ningún tipo de manifestación toxicológica. Pero esta es la parte que se lleva a cabo en animales de laboratorio. Luego debemos, de alguna manera extrapolar al hombre, cosa que no es fácil. En general, lo que se hace es aplicar a la ingesta diaria aceptable del animal de laboratorio un factor de seguridad que se ubica normalmente en un valor de 100, aunque a veces puede ser mas bajo y, en oportunidades, ser elevado a 1000 (cuando los riesgos lo justifican). De esta manera se obtiene la ADI para el consumidor humano. El MRL es, simplemente, el máximo nivel de residuos que se puede aceptar en un determinado alimento para que un humano que lo consume en forma normal y abundante no supere el ADI para la droga en cuestión. Otro parámetro, de especial importancia, es el nivel de dosis sin efecto microbiológico (NMEL), que es el nivel de dosis que no produce efecto contra las especies bacterianas más sensibles, poniendo énfasis en las especies saprófitas del tracto gastrointestinal humano. ¿Cuáles son los riesgos de la presencia de antimicrobianos en alimentos? Clásicamente la presencia de antimicrobianos en alimentos se ha asociado a distintos problemas, a saber: a. Alérgicos b. Tóxicos c. Asociados a las resistencias bacterianas Los problemas alérgicos son conocidos y afectan a la población sensibilizada. En general las bajas concentraciones de antibióticos alergénicos (i.e. beta lactámicos) no alcanzan para sensibilizar pacientes (aunque puede haber excepciones), pero sí para desencadenar reacciones que, en general, no son graves, aunque, eventualmente, pueden llegar a serlo (anafilaxia). Algunos otros grupos de antibióticos son capaces de desencadenar reacciones alérgicas como las sulfamidas. De todas maneras siempre hay un componente fuertemente individual en estas reacciones que está representado por el terreno inmunológico del paciente. • El que sí es capaz de dar lugar a problemas tóxicos es el cloranfenicol, y en este caso a dosis probablemente muy bajas. El cloranfenicol es capaz de producir dos tipos de manifestaciones toxicológicas: a. Una mielo depresión dosis dependiente que se presenta en el curso de un tratamiento con la droga y b. Una anemia aplástica, que es dosis independiente, que desarrolla en individuos susceptibles, y que es irreversible una vez instalada. Los derivados fenicoles tianfenicol y florfenicol, si bien pueden generar algún tipo de mielo depresión dosis dependiente, que cede al suprimir el tratamiento o bajar la dosis, no son capaces de producir la anemia aplástica que puede producir el cloranfenicol. Esta es la razón de que el cloranfenicol haya sido prohibido en algunos países, pero no haya ocurrido lo mismo con los otros fenicoles. La resistencia bacteriana es un problema gravísimo que representa una preocupación mundial, que se produce por múltiples causas, que probablemente sea inevitable y con la que tenemos que lidiar en forma multidisciplinaria a efectos de limitar su emergencia y paliar sus efectos al máximo. la resistencia bacteriana ha sido asociada largamente a la presencia de residuos de antibióticos en alimentos humanos. Sin embargo, y pensando lógicamente, las concentraciones residuales de antibióticos presentes en alimentos provenientes de animales tratados, difícilmente sean capaces de seleccionar bacterias resistentes, dado que a tan bajas concentraciones los antibióticos no pueden actuar sobre microorganismos resistentes ni sensibles. Especialmente cuando esas concentraciones se encuentran por debajo del NMEL. Los problemas toxicológicos, por su parte, son bastante difíciles de probar, dadas las bajas concentraciones residuales de estas drogas. Los aminoglucósidos, por ejemplo, son productos tóxicos. Su ototoxicidad y nefrotoxicidad han sido clásicamente descriptas. Sin embargo, insistimos, a concentraciones residuales, es posible que no existan riesgos toxicológicos para este grupo de drogas. Por cierto que, si se envían a consumo riñones de animales tratados, las concentraciones de droga serán más elevadas, dada la facilidad con que los aminoglucósidos se acumulan en este órgano. De todas maneras y, aún en este caso, será difícil que el consumo de un riñón en estas condiciones pueda generar problemas toxicológicos, dada la baja posibilidad de que un paciente continúe consumiendo riñones con residuos elevados de aminoglucósidos en forma continuada por un tiempo prolongado. El riesgo más grande para la salud de los consumidores que implica la utilización de antibióticos en animales no está dado por los residuos, sino por el desarrollo de resistencias en bacterias de los mismos animales. Estas resistencias pueden, por supuesto, dar lugar a fallos terapéuticos en tratamientos veterinarios, y al riesgo de transferencia de bacterias resistentes de los animales al hombre, o de genes portadores de información que codifica resistencia de bacterias de animales a bacterias humanas. Cuáles son los mecanismos de resistencia • Inactivación enzimática de los antibióticos, como es el caso de las enzimas beta lactamasas. En este caso la enzima, elaborada por la bacteria, inactiva a la molécula de la droga volviéndola incapaz de actuar. Hay que tener presente que este mecanismo es el único capaz de inactivar a la molécula de antimicrobiano. • Impermeabilidad de la membrana o pared celular. Por ejemplo modificaciones en las porinas, lo que repercutirá en resistencias de bajo nivel a diversos antimicrobianos. • Expulsión por mecanismos activos del antibiótico. Las resistencias a las tetraciclinas pueden se debidas a este tipo de mecanismos. • Modificación del sitio blanco del antibiótico en la bacteria. El algunos casos hay una reducción de la afinidad del receptor por la molécula de antimicrobiano. Una mutación de la girasa de ADN, por ejemplo, puede dar lugar a una menor afinidad de las quinolonas por la citada enzima. Otro ejemplo es el cambio de las enzimas involucradas en la síntesis de ácido paraaminobenzoico, lo que da lugar a resistencias a sulfas y trimetoprima, mecanismo que se suma al mencionado en primer lugar. Un listado de las bacterias resistentes de mayor trascendencia en infecciones hospitalarias, debería incluir a: • • • • Estafilococos meticilino-resistentes Enterobacter cloacae Enterococos Pseudomonas aeruginosa Por su parte, en la población urbana o rural, las infecciones por microorganismos resistentes serían causadas por: • • • • • • • Streptococcus pneumoniae Streptococcus pyogenes Escherichia coli Mycobacterium tuberculosis Neisseria gonorrheae Salmonella Campylobacter
